環(huán)行器是4.6GHz/6MW低雜波系統傳輸線的重要組成部分,在EAST實驗放電期間能夠吸收從負載反射回來的大功率微波能量,起到了保護速調管的作用。在高功率長脈沖的工作條件下,環(huán)行器的性能會受到溫度變化的影響。溫度補償器正是為了補償這種影響而設計的。本文詳細闡述了溫度補償器的工作原理以及軟硬件設計,研究并解決了環(huán)行器性能受溫度影響的問題。論文首先簡要介紹了 EAST低雜波電流驅動系統,描述了環(huán)行器在低雜波系統中的作用以及工作原理,進而詳細分析了溫度對環(huán)行器性能的影響。在此基礎上提出了利用溫度補償器來補償溫度對環(huán)行器性能造成的影響。溫度補償器的工作原理和軟硬件設計是本文的重點。環(huán)行器的特性是能夠定向傳輸微波,這種特性主要是靠鐵氧體來實現的。鐵氧體以及為鐵氧體提供偏置磁場的磁鋼特性會受到溫度的影響,導致環(huán)行器的性能受到影響。溫度補償器的原理就是在磁鋼的周圍纏繞線圈并通以電流,來補償溫度變化對環(huán)行器性能造成的影響,電流的大小是通過測量環(huán)行器水冷管入水口溫度、出水口溫度以及環(huán)境溫度并通過相關的算法計算得到的。溫度補償器的硬件設計包括溫度測量模塊、信號傳輸模塊、可控直流電流源、主控模塊以及顯示模塊... 

【文章來源】：中國科學技術大學安徽省211工程院校985工程院校

【文章頁數】：105 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 世界能源問題及其發(fā)展趨勢
    1.2 核聚變裝置與計劃
        1.2.1 EAST裝置
        1.2.2 JET裝置
        1.2.3 Tore Supra裝置
        1.2.4 ITER計劃
    1.3 低雜波電流驅動( LHCD)系統
        1.3.1 LHCD系統的主要作用
        1.3.2 EAST LHCD系統進展
        1.3.3 4.6GHz/6MW LHCD系統組成部分
    1.4 論文的研究意義和內容
第2章 溫度補償器的工作原理
    2.1 環(huán)行器工作原理
    2.2 鐵氧體差相移器
    2.3 鐵氧體溫度對環(huán)行器性能的影響
        2.3.1 鐵氧體的溫升
        2.3.2 鐵氧體溫度對差相移量的影響
        2.3.3 差相移量對環(huán)行器隔離度的影響
    2.4 環(huán)境溫度對環(huán)行器性能的影響
    2.5 環(huán)行器溫度補償器
    2.6 本章小結
第3章 溫度補償器的硬件設計
    3.1 溫度補償器總體框圖
    3.2 溫度測量模塊
        3.2.1 熱電偶
        3.2.2 溫度巡檢儀
    3.3 信號傳輸模式
    3.4 可控直流電流源
        3.4.1 線圈產生的磁場
        3.4.2 可控電流源原理
        3.4.3 電流源主電路
        3.4.4 半橋驅動電路
        3.4.5 DSP電路
        3.4.6 保護電路
            3.4.6.1 溫度保護電路
            3.4.6.2 開路保護電路
            3.4.6.3 輸入電壓保護電路
            3.4.6.4 輸出電流保護電路
        3.4.7 通訊電路
        3.4.8 旋鈕調節(jié)輸入電路
        3.4.9 電壓轉換電路
    3.5 主控模塊
        3.5.1 主控MCU
        3.5.2 通訊電路
    3.6 顯示模塊
        3.6.1 LED數碼管顯示模塊
        3.6.2 LCD液晶顯示模塊
    3.7 溫度補償器整機
    3.8 本章小結
第4章 溫度補償器的軟件設計
    4.1 溫度補償算法
        4.1.1 溫度補償算法的研究方法
        4.1.2 250KW/4.6GHz高功率測試臺
        4.1.3 溫度補償算法數據測試
        4.1.4 溫度補償算法數據擬合
            4.1.4.1 溫度補償算法模型
            4.1.4.2 數據擬合軟件Origin
            4.1.4.3 數據擬合結果
    4.2 電流源軟件設計
        4.2.1 電流源控制方法
        4.2.2 電流源通信協議
        4.2.3 電流源軟件開發(fā)平臺CCS
        4.2.4 電流源程序流程圖
    4.3 主控MCU軟件設計
        4.3.1 主控MCU與溫度巡檢儀通信協議
        4.3.2 LED驅動程序
        4.3.3 LCD驅動程序
        4.3.4 主控MCU軟件開發(fā)平臺
            4.3.4.1 集成開發(fā)環(huán)境MPLABX IDE
            4.3.4.2 C語言編譯器MPLABXC8
            4.3.4.3 編程器PICkit3
        4.3.5 主控MCU程序流程圖
    4.4 本章小結
第5章 溫度補償器的測試
    5.1 帶溫度補償器的環(huán)行器測試
    5.2 不帶溫度補償器的環(huán)行器測試
    5.3 改變溫度補償算法后的測試
    5.4 測試結果分析
    5.5 本章小結
第6章 總結與展望
    6.1 論文總結
    6.2 論文創(chuàng)新點
    6.3 工作展望
參考文獻
致謝
在讀期間發(fā)表的學術論文與取得的其他研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]PID控制算法綜述[J]. 譚加加,劉鴻宇,黃武,吳先華.  電子世界. 2015(16)
[4]淺談Modbus協議及其應用[J]. 栗小寬.  科技創(chuàng)新導報. 2015(06)
[5]X波段高功率差相移式波導環(huán)行器優(yōu)化設計[J]. 劉峰,曲冬梅.  磁性材料及器件. 2014(05)
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[9]基于單片機的數控電流源設計[J]. 陳德俊,王玉山.  電源世界. 2009(09)
[10]基于單片機的數控電流源設計[J]. 陳德俊,王玉山.  電源世界. 2009 (09)

碩士論文
[1]多路溫度巡檢儀的設計與實現[D]. 劉欣.大連理工大學 2014
[2]低雜波電流驅動（LHCD）系統的研究[D]. 宋衛(wèi)國.安徽理工大學 2005



本文編號：3629813